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Universidad Don Bosco
Maestria en Manufactura Integrada por Computadora
Procesos Avanzados de Manufactura
Profesor: Mtr. Gilberto Carrillo
PROYECTO DE INVESTIGACION TEORICA:
EL CONFORMADO POR FIBRA DE VIDRIO
Soyapango, 11 de Abril de 2015.-
Presentan: Jaime Anaya, Leopoldo Hernández, Mario Martínez
LA FIBRA DE VIDRIO
Es un material compuesto conformado por fibras
continuas o discontinuas de vidrio unidas a partir de una
matriz plástica, que se ha usado como material de
refuerzo por las siguientes razones:
su presentación en hilos de alta resistencia; disponible y
económico para producción con diferentes técnicas de
plástico reforzado; produce compuestos de alta
resistencia en matrices plásticas; produce compuestos
plásticos durables ante ambientes corrosivos.
El vidrio se puede clasificar como:
Vidrio E, con cualidades dieléctricas, y su fibra es la más
comúnmente usada;
Vidrio R, de alto desempeño mecánico, para desempeño en el
comportamiento a fatiga, temperatura y humedad;
Vidrio D, con características dieléctricas, permeable a ondas
electromagnéticas;
Vidrio AR, resistente al álcali, con alto contenido de óxido de
zirconio, desarrollado especialmente para reforzar concreto, y;
Vidrio C, desarrollado particularmente para ofrecer resistencia a
la corrosión, y es usado en la fabricación de fieltros para el
recubrimiento de tubería.
Vidrio S, Alta resistencia la traccion y estabilidad termica.
Utilizado en aeronautica y construccion, es el mas costoso.
En la tabla 1, son mostradas las principales propiedades mecánicas
de las fibras elaboradas con los diferentes tipos de vidrio.
Tabla 1. Principales propiedades mecánicas de la fibra de vidrio,
elaborada a partir de los vidrios E, D, R y AR .
La fibra de vidrio, en su proceso final de elaboración, es
conformada por hilos obtenidos de la unión de los
filamentos mediante un proceso de bobinado.
Es uno de los materiales de refuerzo más importantes
por la firmeza con la que el vidrio refuerza el plástico,
muchas de las piezas antes hechas con metal han sido
sustituidas por plástico.
En la figura 1 se muestra un alojamiento de engranaje
de plástico reforzado, más ligero y resistente que el de
metal al que ha reemplazado.
Figura 1
Las fibras de vidrio se obtienen por distintos métodos. Uno
de los más comunes consiste en sacar una hebra de vidrio
fundido una vez formada por un pequeño orificio. El diámetro
de la hebra se controla por la acción de tracción.
Los materiales compuestos de resina reforzados con fibra de
vidrio fueron introducidos en 1940 y su uso no ha hecho más
que aumentar desde entonces.
Su utilización se limitaba al principio a las resinas
termoestables, pero los termoplásticos reforzados con fibra
de vidrio, como, por ejemplo, el nylon, son materiales
compuestos de gran importancia en la actualidad. En los
Estados Unidos se fabrican más de 500,000 toneladas de
materiales compuestos reforzados con fibra de vidrio al año.
Los productores de plástico adquieren los diferentes tipos
de vidrio de varias formas. Las mechas son hebras largas
de vidrio fibroso que se pueden cortar fácilmente y aplicar
a las resinas.
Una mecha se compone de muchas hebras de vidrio
parecidas a una cuerda retorcida o trenzada (figura 2).
Las fibras cortadas (figura 3) se encuentran entre las
formas más baratas de refuerzo con vidrio. Las hebras
cortadas tienen una longitud que oscila entre 3 y 50 mm.
figura 2 figura 3
En la figura 4, se muestra la producción de hebras
cortadas de mechas. Las fibras trituradas tienen una
longitud inferior a 1.5 mm.
figura 4
Se producen tambien por triturado con martillo de
hebras de vidrio (figura 5). Se añaden las fibras
trituradas a la resina como una mezcla previa para
aumentar la viscosidad y la resistencia del producto.
figura 5
Los hilos son similares a las mechas pero están
retorcidos como una cuerda (figura 6). Los hilos de
refuerzo se utilizan para fabricar contenedores
grandes para tanques de líquidos.
figura 6
Además de las formas de fibra e hilo, los
refuerzos de vidrio pueden presentarse también
como tela y fieltro.
Los fieltros consisten en piezas no
direccionales de hebras cortadas, que se
mantienen juntas mediante un aglutinante
resinoso o por puntadas mecánicas que se
denominan hilvanado (figura 7).
figura 7
El tejido plano puede proporcionar la mayor resistencia
física de todas las formas fibrosas, pero es casi el doble de
costosa que las demás formas. Las mechas convencionales
pueden estar tejidas en forma de tela (conocidas como
mechas tejidas) y se utilizan para refuerzos gruesos.
.
Existen varios tipos de tejidos de vidrio planos. Los hilos de
fibra de vidrio se entrelazan según varios modelos básicos,
tal como se muestra en la figura 8. En la figura 9 se recogen
tres formas diferentes de refuerzos de vidrio fibroso.
figura 8
figura 9
RESINAS
Las resinas que se utilizan en este proceso son líquidos que curan a temperatura
Por esto se obtienen estructuras con elevada resistencia y buen comportamiento
Hay diferentes tipos de resinas, tales como:
Ortoftálicas: Las resinas ortoftálicas son para uso general, presentan
Isoftálicas: las resinas ortoftálicas (rígidas) tienen menor brillo superficial
ETAPAS DE CONFORMADO CON FIBRA DE VIDRIO
Elaboracion del molde: debe realizarse un molde del modelo a fabricar, de madera u
Aplicacion de GelCoat: Este material forma la base para la aplicación de la fibra de vidrio,
Aplicacion de la fibra de vidrio: Se coloca la fibra de vidrio, siendo esta quebrada mediante
Aplicacion de la resina: se aplica la resina de manera que cubra toda la fibra de vidrio
Curado de la resina: es el secado de la resina y de todo el compuesto, puede ser a temperatura
Desmoldeo: Una vez curada (endurecida) la pieza de fibra de vidrio se separa de su molde
APLICACION DE RESINA A LA FIBRA DE VIDRIO YA COLOCADA EN EL MOLDE
Algunos objetos construidos con fibra de vidrio...
Entre sus desventajas se encuentran la dificultad de
reciclaje y el mal comportamiento frente al fuego (además,
los productos de su combustión son tóxicos)
Referencias bibliográficas:
1. Tecnología de los metales para profesionales técnico-mecánicas.
Autores: Hans Appold\K. Feiler\A. Reinhard\P. Schmidt
https://books.google.com.sv/books?isbn=8429160140
2. GENERALIDADES SOBRE LAS FIBRAS ARTIFICIALES Módulo de lectura
para la asignatura Análisis de Estructuras.
Autor: Luis O. González
http://www.bdigital.unal.edu.co/8213/1/luisoctaviogonzalezsalcedo.20124.pdf
3. Los refuerzosAutor: A. Besednjak
http://ocw.upc.edu/sites/default/files/materials/15012220/22637-3142.pdf
4. Composites de fibra continua en formato prepreg/lámina termoplástica
Autor: Santiago Neira
http://www.portalbec.com/portalbec/comercial/BIEMH/2014/jornadas/5/5b_
Santiago_Neira_%28GAIKER-IK4%29.pdf